全业务时代的光传送网技术演进“BOYU SPORTS”

一、移动基站传送传输网现状原本在电信网中的传输网分层结构有骨干传输网、本地传输网和接入网三个层面，后来将城域网这个概念也引进到传输网领域内，就将本地网和接入网部分都称作城域传输网。以前的传输网使用基于SDH的多业务传输平台MSTP技术，主要是用作无线终端网络（RAN）的基站支撑，并顾及解决问题专线、TDM电路等业务的传输市场需求。

图1中国移动2G基站传送所用于的SDH/MSTP技术方案　　过去，中国移动为了符合GSM基站终端的高质量传输市场需求，创建了较完备的城域传输网络。城域传输网在逻辑上可以分成三个层次：核心层、汇集层和终端层，如图1右图。

主干节点由互相交换局、关口局、长途局、数据中心节点构成，构成核心层；一般使用城域WDM或10G/2.5G的SDH设备重新组建环网（个别地区使用网状网）。汇集节点由最重要局站、数据汇集点构成，构成汇集层；以2.5G的SDH/MSTP设备居多，相结合少量的622M/155M的SDH/MSTP设备，重新组建环网（使用适配段保护方式）。终端节点由基站、社区宽带网业务及其它业务接入点构成，构成终端层；主要使用622M/155M的SDH/MSTP设备，相结合PDH、微波、3.5G或其他无线终端技术，主要组环网（一般使用地下通道保护方式），根据终端光缆路由也可使用星型、树型或链型结构。

　　在过去，SDH以其可信的传输承载能力、灵活性的分插复用技术、强劲的维护完全恢复功能、运营级的确保管理能力在中国移动塑造成精品网络的过程中充分发挥了强有力的后盾起到。MSTP不同于SDH之处在于MSTP应用于了EthernetoverSDH、比特率静态配置管理技术，然而，MSTP的分组处置或IP化程度过于完全，其IP化主要反映在用户模块（即表层分组化），内核却依然是电路互相交换（即内核电路化）。这就使得MSTP在支撑IP分组业务时效率较低，并且无法适应环境以大量数据业务居多的3G和全业务时代的必须。

二、3G和全业务对光传输网的新挑战　　移动3G网络建设也是为了符合业务应用于日益增长的比特率市场需求，无论是TD-SCDMA，还是WCDMA，3G系统都是为移动多媒体通信而设计的。3G的核心是数据业务和网际网路，全球电信运营商总体ARPU呈现出上升趋势，但数据业务的ARPU则广泛呈现出上升趋势。移动话音渐趋饱和状态，相同移动替代（FMS）向数据业务了解渗入。

互联网正在挣脱PC机的束缚，步入权利移动的时代。移动互联网将驱动移动数据业务的发展，为移动通信的持续增长获取了辽阔的新空间。　　高速网际网路更有3G用户数大幅度快速增长，当前各种业务都向IP化方向发展，同时新型业务也都是创建在IP基础上的，终将推展未来网络主导业务类型的改变，如图2右图。

IP早已沦为下一代网络的基础，可减少网络投资成本和综合运维成本，提升网络质量和收益；符合未来HSDPA的高带宽市场需求，增加E1绑数量，大颗粒的数据业务用于IP支撑效率更高。图2城域网主导业务类型由TDM向Packet的切换　　3G网络的建设使得支撑和传输层面面对业务类型由TDM居多向以IP/ETH分组居多改变，业务模块由E1向FE变化，业务粒度由2M向10M/100M发展等挑战。

有电信专家预计在未来5～10年内相同用户比特率市场需求上行终端比特率平均20～30Mbit/s、下行终端比特率平均4～8Mbit/s，而移动通信系统每基站的比特率市场需求也将超过30M～100Mbit/s。下一代移动通信系统和宽带接入业务对更加高带宽的市场需求将是无止境的，首先，用户必须更高的比特率，未来5年内不管相同用户还是移动用户，对比特率的市场需求将是现在的10倍甚至更加多。其次，用户必须在有所不同终端上获得更佳的服务体验，还包括手机和手提电脑。第三，用户更加期望参予通信服务的自定义。

目前用户早已不符合于运营商推卸他的服务，期望参予自定义服务，这就必须运营商获取相同、移动融合的移动互联网服务。图3后3G时代LTE的技术优势　　当前主流3G技术都成型于上世纪90年代，其设计目标未针对移动互联网。如图3右图，TD-LTE充分考虑了移动互联网的市场需求，且随着TD-LTE与LTEFDD的产业统合，在移动互联网时代，TD-LTE极具引人注目的高效率、较低时延、高带宽、低成本优势。

　　移动运营商的业务将渐渐由传统语音业务居多改向数据业务居多。3G网络大大扩展了用户通信方式，为用户获取了更加非常丰富的业务自由选择。移动运营商2G/3G网络的IP化趋势也驱动着无线传送网络向分组简化的方向发展演变，所获取的主导业务也从TDM电路业务向运营级以太网业务方向演变。

三、面向3G和全业务的光传输网演变思路　　目前3G/B3G、移动＋网络以及全IP趋势的发展都对基站传送的支撑和传输网络明确提出了更高的拒绝，IP简化的业务呈现比特率突发性、很高的峰均值比等特点，传统基于电路互相交换的MSTP传输网以刚性管道为特点，无法很好地符合这些分组业务的传输市场需求，如何建构一个能支撑多种新旧业务、更容易拓展、可信、且较低OPEX和CAPEX的城域网是电信运营商要严肃考虑到的问题。1.基站传送与宽带接入的特性分析　　由于基站传送业务和宽带接入业务不存在以下差异性：　　业务模型的差异性：基站业务是必须传输支撑网络获取高质量确保的业务，在没任何集线比的情况下必须确保各点峰值速率；宽带接入业务则要反对相当大的集线比，一般设置在1：10左右；　　流量市场需求的差异性：基站业务所须要比特率较小，几乎可预测，升级的速度较慢；固网宽带业务所须要比特率相当大，特别是在发展了IPTV以后比特率需求量更大，一般是移动所须要比特率的10倍以上，同时比特率快速增长的模式不受业务市场需求和用户数两者综合影响，配套市场需求频密；　　QoS的差异性：在只考虑到基站业务的情况下，QoS可以最简单也最可靠性的方式，即通过规划来保证；而在变换有集线比的普通宽带业务时，QoS的管理将更为简单，更容易构成隐患和减少成本；　　从服务质量方面来说，基站传送对传输网的基本拒绝是面向相连和电信级，这一点是IPRAN传输与传统IP互联网和宽带接入网的最本质区别。

面向相连意味著末端到末端业务管理和配备能力、运营网络的OAM以及维护能力，在管理方案全面运用电信网管理TMN思路，全面反对图像化端到末端业务配备，操作者非常简单。而传统以太网设备基本上都是无相连的、尽力而为的、运用命令行展开单站配备、操作者简单、效率较低。

基站业务的电信级传输对时延、晃动和丢包亲率都有严苛的拒绝，而互联网业务的宽带接入是尽力而为的，因此它们在业务特性和网络功能方面不存在着本质差异，必要造成基站传送与互联网业务终端在质量保证和网络性能方面水火不容，很难统一支撑；既就是要统一支撑，那么对统一支撑网络性能的拒绝也不会是就低不就较低的，这就意味著统一支撑网络的性能必需要首先符合基站传送所必须的时延、晃动和丢包亲率拒绝。这也就是为什么在过去移动运营商都使用城域传输网MSTP来支撑基站传送业务，而固网运营商都使用城域宽带IP网来获取互联网终端的原因。　　所以，关于针对基站业务和固网宽带接入业务否共用的问题，作者指出3G的基站传送传输网络应当和2G无线网络的传输支撑情况一样，使用比较独立国家的建网思路，也就是分别建设基站业务传送支撑网和宽带用户接入网。这样可以在城域网规模较小的时候防止考虑到移动业务的稳定性而束缚固网业务高速发展的手脚。

但是必需相结合基站资源积极开展宽带接入，因为以基站为中心发展多业务和企业客户是移动在多业务上的策略，RAN的IP简化和以基站为中心发展多业务可互相促进。为了利用线路资源，可以使用宽带接入网和基站业务网共址但不共网的建设方式。2.以PTN为核心构建基站传送　　分组传输网（PTN）的概念是近期才明确提出的，分组传输网是面向相连的，合乎电信级业务和电信级网络拒绝的传输网。

它将无相连、发送不道德不由此可知，很弱掌控或无掌控的分组网改建成适合于传输的基于相连、可预知不道德、可掌控的网络，并构建了灵活性、可扩展性、统计资料适配等分组特性和网络末端到末端OAM和维护、面向相连、QoS、定点实时等传输特性。　　PTN基本特征是获取点到点的L2隧道，可以普遍用作城域传输网和宽带接入网的二层汇集网络、以及3G基站到RNC的基站传送段，如图4右图。

PTN沦为3G基站传送的一个不具备领先优势的解决方案，主要原因是PTN具备以下技术优势：　　PWE3/CES：PTN使用PWE3/CES技术为各种业务还包括TDM/ATM/Ethernet/IP，获取末端到端的、专线级别的传输管道。与基于数据通信的方案的区别在于，在PTN中即使数据业务也要通过伪线建模以保证相连的可靠性，而不是几乎转交业务层由动态路由来构建。前面已分析，业务IP简化在RAN的传输网络中是不可见的，因此这样做到将更为高效。　　完备的QoS机制：PTN反对分级的QoS、CoS、Diff-Serv、RFC2697/2698等特性，符合移动网中有所不同业务的差异化市场需求，从而需要以拟合的方式利用传输资源。

　　强劲的OAM：基于传输的方案可以很好地承继传统传输网的确保习惯，使得确保人员可以只能地展开操作者。除了基于SDH的确保方式外，也反对基于MPLS和Ethernet的非常丰富的OAM机制，如Y1710/Y1711、以太性能监控等。

另外还反对GMPLS/ASON掌控平面技术，使得传输网的运营高效且半透明，并获得电信级的业务维护和故障完全恢复。　　时间实时：PTN方案承继SDH出色的时钟传输特性，不仅需要符合频率实时的市场需求，而且能根据涉及协议的成熟期情况反对高精度时间实时功能。

　　基于分组的统计资料适配：MAC层的统计资料适配需要取得完全相同的效益，但成本却远高于IP层。因此PTN这一技术在保证多业务特性、网络可扩展性的同时，需要为移动运营商带给费用的节省。图4由PTN构建基站传送　　正是由于PTN反对非常丰富的运营级网络特性，可大幅度降低网络的CAPEX和OPEX，因此，对于基站传送的IP化传输市场需求，PTN技术将是不二自由选择。　　2G和3G网在移动运营商网络中将长期共存，而且从未来数据业务流量发展趋势抵达，利用分组传输网建设面向3G的城域传输网合乎业务市场需求与流量演变模式，它不但符合2G和3G必须的高质量TDM传输，还可以逐步光滑地向电信级以太网业务汇集和传输演变，构建移动业务传输平台从反对语音电路业务居多到反对数据分组业务居多的网络转型。

3.以PON网络居多构建宽带接入　　宽带接入网络是城域网向宽带用户伸延的网络，明确可分成宽带接入网及用户驻地网。宽带接入网是诬蔑符合宽带接入市场需求而建设的，面向各类集团用户、家庭用户获取宽带接入的网络。宽带接入网正处于城域网终端层，并向上伸延至用户楼宇或小区。用户驻地网：是所指在用户楼宇或小区内建设的网络，可将终端能力从宽带接入网的末端伸延至用户业务终端，用户驻地网不属于城域网的范畴。

　　在过去几年中，传统的固网运营商全都在实行光入铜弃策略，以无源光网络（PON）代替以太网构建宽带接入的终极目标。另外，如果用于以太网来构建宽带接入，则由于使用点到点光纤直驱型组网，对光纤资源的浪费相当严重，且以太网拓展能力差而无法组大范围终端网络。基于这两方面的考虑到，作者指出中国移动在未来的全业务运营情况下，不应必要使用光纤终端，防止重蹈覆辙，室外部分仍然铺设电缆，在驻地网内可根据用户的实际情况使用必要的电缆技术和无线技术构建用户的终端和较慢覆盖面积。　　光纤终端技术中的无源光网络PON具备覆盖面积能力强劲、高带宽、经济性好、节能减排和更容易确保管理等优势，是光纤终端的主要手段。

目前PON的主流技术还包括GPON和EPON。EPON国际标准由IEEE规范，比较非常简单且更容易构建，因此EPON目前应用于规模较小。

GPON国际标准由ITU-T规范，比较EPON，具备更高的比特率、效率、传输距离和光分路比，更加强劲的QoS管理和多业务承载能力，更加非常丰富的OAM能力和维护机制，更为完备的时钟传输机制。目前来看，两种技术的标准和产品都早已较为成熟期且各有利弊，都需要符合宽带接入市场需求，鉴于使用PON技术无互通市场需求，可融合业务市场需求和成本考虑到自由选择适合的技术配备方案。

　　PON网络由光线路终端OLT、分光器Splitter、光网络单元ONU构成。不应融合PON的传输距离和比特率容许展开OLT覆盖范围规划，OLT设备在城域网中不应使用就低不就较低原则，尽可能设置在城域网的汇集机房、核心机房或宽带业务接入点。图5以PON网络构建FTTB　　对安全性等拒绝比较不高的普通集团客户/高档社区，可综合较为投资成本与业务市场需求，使用FTTB/FTTF/FTTH(以PON居多)+LAN/WLAN展开终端。

目前ONU以MDU（ONU构建交换机型多住户单元设备）型居多，使用FTTB+LAN/WLAN方式获取宽带接入。考虑到LAN/WLAN传输距离容许，MDU不应尽可能附近用户，如图5右图。

对于比较集中的别墅区用户，可使用SFU（单住户单元）型ONU以FTTH方式获取宽带接入。四、基于PTN的统一支撑方案　　目前较适合的IP化传输技术引进策略是IP网与传输网实时地发展并渐渐融合，传输层面将逐步已完成向着PTN方向的升级和改建。在城域汇集网可以首度使用反对几乎分组能力的PTN传输节点，完全超越传统传输网和二层数据网的界限，建构融合的统一网络，支撑网络中现有业务和将来有可能经常出现的各种新的业务，所有业务都在同一平台上传输，从而构成最佳性能价格比的演变方案。

　　PTN在城域网对分组业务展开汇集，对接入点的分组信号展开汇集传输到终端控制点，其如图6右图。一方面，PTN对于接入点和终端控制点之间的分组信号获取基于标签互相交换的汇集，同时对分组信号的传输过程展开监控，故障定位，维护完全恢复。PTN可以在城域网中可以获取专线业务、Tree业务和VPN业务，通过和IP/MPLS核心网络网络就可以获取末端到端的多业务伪线。

图6PTN作为城域网终端和汇集构建仅有业务终端和传输　　另一方面，PTN用作汇集和终端层，可解决问题基站业务的汇集和管道传输。终端/边缘终端演变方案主要针对Backhaul（回程）的话音/数据、专线租赁、其他接入点等以太业务。　　因此，面向IP的高性能的分组传输PTN技术是一种极具应用于前景的基站传送解决方案，而宽带接入业务使用以PON为核心的光纤终端技术居多建构FTTx来构建，这样就可以大大提高移动运营商在网络层面应付仅有业务、全方位的市场竞争能力。

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